Question

模塊3-3試題

1964年制成了世界上第一盞用海浪發電的航標燈，它的氣室示意圖如圖所示。利用海浪上下起伏的力量，空氣從A吸進來，在B中壓縮后再推入工作室C，推動渦輪機帶動發電機發電。當海水下降時，閥門K₁關閉，K₂打開。當海水上升時，K₂關閉，海水推動活塞等溫壓縮空氣（空氣可視為理想氣體），空氣壓強達到6×10⁵ Pa時，閥門K₁才打開。K₁打開后，活塞繼續推動B中的空氣，直到氣體全部被推入工作室C為止，同時工作室C的空氣推動渦輪機工作。

（1）根據上述信息，判斷下列說法，正確的打“√”，錯誤的打“×”

（    ）A．壓縮氣體做功，B中空氣的內能一定增大

（    ）B．在活塞向上推動，K₁未打開之前，B中的空氣向周圍放出熱量

（    ）C．在活塞向上推動，K₁未打開之前，B中的每個空氣分子對器壁的撞擊力增大

（    ）D．壓縮氣體，體積減小，分子之間的平均距離減小，氣體壓強增大，分子力表現為斥力

（    ）E．該海浪發電機能將海浪的機械能完全轉化為電能

（2）設每次吸入壓強為1.0×10⁵ Pa、溫度為7 ℃的空氣0.336 m³，在標準狀態下的體積為多少？每次吸入的空氣中所含的氣體分子個數為多少？（N_A＝6.0×10²³/mol）

Answer 1

（1）（×）A    （√）B    （×）C     （×）D     （×）E 

解析：（1）由于氣體視為理想氣體，內能只由溫度決定，空氣發生等溫壓縮，所以B中空氣的內能不變，選項A錯誤。壓縮空氣過程中，對氣體做功，ΔU=Q+W，氣體內能不變，所以K₁未打開之前，B中的空氣向周圍放出熱量，選項B正確。活塞向上推動，K₁未打開之前，B中氣體的壓強增大，空氣分子對器壁的平均撞擊力增大，但不是每一個，選項C錯誤。氣體分子間距離較大，壓縮過程中體積減小，分子之間的平均距離減小，氣體壓強增大，分子力表現為引力，選項D錯誤。由能量守恒，該海浪發電機不可能將海浪的機械能完全轉化為電能，選項E錯誤。

（2）由 

由題意知p=p₀  T₀＝273 K

V₀= m³=0.327 6 m³ 

分子個數n=×6.0×10²³個=8.775×10²⁵個。